本发明涉及隧道工程施工的，具体地，涉及一种富水砂层复杂隧道群暗挖施工周边加固方法。
背景技术：
1、近年来随着我国交通运输事业的蓬勃发展，隧道工程建设快速推进，隧道工程做为一种地下结构大量得以兴建。在隧道结构通过众多地质单元时，不可避免的会遭遇软弱不良地层。如何解决隧道施工过程中克服富水带、断层破碎带及溶洞河等富水砂层带来的影响，已成为隧道施工过程中亟待解决的关键问题。
2、此外，由于线路增多，多条线路形成的复杂隧道群大量出现在施工建设中。若是复杂隧道群再遭遇富水砂层，则会给施工造成极大困难，使隧道群成形及围岩稳定性控制难度增大，影响施工进度和施工质量。由于施工工序繁多，开挖和支护相互交错，中墙顶部的围岩多次受到应力重分布的扰动，且由于支护衬砌与中墙非同步施工，因此复杂隧道群在施工过程中极易出现拱脚开裂、中墙纵向和环向裂缝、渗漏水、二次衬砌开裂等现象。
技术实现思路
1、为了解决现有技术中的缺陷，本发明提供了一种富水砂层复杂隧道群暗挖施工周边加固方法。本发明的方法能有效改善富水砂层下的复杂隧道群结构受力，针对性及目的性强，能够增加结构整体强度，大大减少隧道群容易出现结构变形、沉降和破坏的情况。
2、为实现上述目的，本发明提供了一种富水砂层复杂隧道群暗挖施工周边加固方法，包括以下步骤：
3、(1)根据复杂隧道群中各隧道的位置、断面尺寸、长度、与相邻隧道之间的间距以及隧道群围岩的物理及力学性能指标，综合确定各隧道的受影响变形程度；
4、(2)根据各隧道的受影响变形程度，确定各隧道需要加固的程度，对隧道群的周边围岩进行初步加固处理，之后确定各隧道进行加固施工的顺序；
5、(3)按照加固施工的顺序，依次对各隧道的相同部分进行分批加固施工，即先对各隧道的顶部进行加固施工，再对各隧道的侧壁进行加固施工，最后对各隧道的底部进行加固施工；对于顶部和侧壁的加固施工，采用注浆和锚杆锚固相配合的方式，对于底部的加固施工，采用承载桩的方式；
6、(4)采取临时支撑对所述加固施工做进一步的加强，设置h型钢拱架作为临时支撑；
7、(5)各隧道进行加固施工的同时，进行隧道开挖施工，两者交替进行；
8、(6)在各隧道的加固区域设置变形监测设备，对各隧道的变形进行实时监测，并判断是否需要再次进行加固施工。
9、优选的，在所述步骤(1)中，各隧道的位置、断面尺寸、长度、与相邻隧道之间的间距以及隧道群围岩的物理及力学性能指标建立隧道模型，并进行初始赋值和隧道初始受力的计算调整，直到初步平衡；将初步平衡计算的变形归零，分别模拟隧道的位置、开挖尺寸、注浆压力，采用实际参数对其进行赋值；将隧道模型配置于三维直角坐标系内，按照设置的参数进行模拟开挖，记录各隧道的沉降变形量，拟合出各隧道开挖过程中的沉降变形量曲线，根据该曲线的趋势确定各隧道的受影响变形程度。
10、在上述任一方案中优选的是，在所述步骤(2)中，所述初步加固处理包括：采用小导管注浆，对隧道群以上的围岩灌注水泥浆液进行加固处理；采用三重管注浆施工方法，对隧道群整体范围的侧壁以外3m范围围岩进行注浆加固处理；和/或在隧道群拱部钻入含混凝土的钢管，形成加固帷幕；和/或在隧道洞口两侧钻设旋喷桩。
11、在上述任一方案中优选的是，在所述步骤(3)中，所述加固施工的区域为掌子面前方35-40m，隧道轮廓径向12-15m。
12、在上述任一方案中优选的是，在所述步骤(3)中，对受影响变形程度最高的隧道的加固区域采取加密加固施工，对受影响变形程度最低的隧道的加固区域采取常规加固施工，对处于中间受影响变形程度的隧道的加固区域采取的加固施工措施处于上述加密加固施工和常规加固施工之间。
13、在上述任一方案中优选的是，在所述步骤(3)中，先对受影响变形程度最高的隧道的顶部进行加固施工，再依次按照受影响变形的程度直至受影响变形程度最低的隧道的顶部进行加固施工；接着对受影响变形程度最高的隧道的侧壁进行加固施工，再依次按照受影响变形的程度直至受影响变形程度最低的隧道的侧壁进行加固施工；最后对受影响变形程度最高的隧道的底部进行加固施工，再依次按照受影响变形的程度直至受影响变形程度最低的隧道的底部进行加固施工。
14、在上述任一方案中优选的是，在所述步骤(5)中，对已开挖某一段的隧道群进行加固施工后，进行下一段的隧道群开挖施工，即对受影响变形程度最高的隧道的已开挖段完成底部加固施工后，对其进行下一段的开挖，同时对受影响变形程度次之的隧道的已开挖段进行底部加固施工，依次类推，直至对受影响变形程度最低的隧道的已开挖段完成底部加固施工后，对其进行下一段的开挖；如此反复循环，最终完成整体隧道群的施工。
15、在上述任一方案中优选的是，在所述步骤(6)中，所述变形监测设备为光纤传感器，设置的监测元件包括钢筋计、水压计、土压计、混凝土应变计。
16、本发明的有益效果：
17、1.本发明的方法能有效改善富水砂层下的复杂隧道群结构受力，针对性及目的性强，能够增加结构整体强度，大大减少隧道群容易出现结构变形、沉降和破坏的情况。
18、2.本发明解决了大规模隧道群施工成本高、进度慢以及安全评价复杂的问题，对富水砂层复杂隧道群风险控制，及时采取相应加固措施、保障隧道群安全运营具有重要的意义，有效加快了施工进度，并降低了施工的成本，为隧道工程的开挖和加固施工提供借鉴。
19、3.本发明根据复杂隧道群结构的特点以及所处的富水砂层环境的情况有目的和针对性地进行加固措施，有效增大侧向土体提供的抗力，从而减小隧道结构的内力，优化隧道结构，提高隧道结构的整体强度和稳定性。。
20、4.本发明能够保证隧道施工安全和质量，在富水砂层下的复杂隧道群结构施工中具有较大的推广价值。
1.一种富水砂层复杂隧道群暗挖施工周边加固方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的富水砂层复杂隧道群暗挖施工周边加固方法，其特征在于，在所述步骤(1)中，各隧道的位置、断面尺寸、长度、与相邻隧道之间的间距以及隧道群围岩的物理及力学性能指标建立隧道模型，并进行初始赋值和隧道初始受力的计算调整，直到初步平衡；将初步平衡计算的变形归零，分别模拟隧道的位置、开挖尺寸、注浆压力，采用实际参数对其进行赋值；将隧道模型配置于三维直角坐标系内，按照设置的参数进行模拟开挖，记录各隧道的沉降变形量，拟合出各隧道开挖过程中的沉降变形量曲线，根据该曲线的趋势确定各隧道的受影响变形程度。
3.根据权利要求2所述的富水砂层复杂隧道群暗挖施工周边加固方法，其特征在于，在所述步骤(2)中，所述初步加固处理包括：采用小导管注浆，对隧道群以上的围岩灌注水泥浆液进行加固处理；采用三重管注浆施工方法，对隧道群整体范围的侧壁以外3m范围围岩进行注浆加固处理；和/或在隧道群拱部钻入含混凝土的钢管，形成加固帷幕；和/或在隧道洞口两侧钻设旋喷桩。
4.根据权利要求2-3任一所述的富水砂层复杂隧道群暗挖施工周边加固方法，其特征在于，在所述步骤(3)中，所述加固施工的区域为掌子面前方35-40m，隧道轮廓径向12-15m。
5.根据权利要求4所述的富水砂层复杂隧道群暗挖施工周边加固方法，其特征在于，在所述步骤(3)中，对受影响变形程度最高的隧道的加固区域采取加密加固施工，对受影响变形程度最低的隧道的加固区域采取常规加固施工，对处于中间受影响变形程度的隧道的加固区域采取的加固施工措施处于上述加密加固施工和常规加固施工之间。
6.根据权利要求4-5任一所述的富水砂层复杂隧道群暗挖施工周边加固方法，其特征在于，在所述步骤(3)中，先对受影响变形程度最高的隧道的顶部进行加固施工，再依次按照受影响变形的程度直至受影响变形程度最低的隧道的顶部进行加固施工；接着对受影响变形程度最高的隧道的侧壁进行加固施工，再依次按照受影响变形的程度直至受影响变形程度最低的隧道的侧壁进行加固施工；最后对受影响变形程度最高的隧道的底部进行加固施工，再依次按照受影响变形的程度直至受影响变形程度最低的隧道的底部进行加固施工。
7.根据权利要求6所述的富水砂层复杂隧道群暗挖施工周边加固方法，其特征在于，在所述步骤(5)中，对已开挖某一段的隧道群进行加固施工后，进行下一段的隧道群开挖施工，即对受影响变形程度最高的隧道的已开挖段完成底部加固施工后，对其进行下一段的开挖，同时对受影响变形程度次之的隧道的已开挖段进行底部加固施工，依次类推，直至对受影响变形程度最低的隧道的已开挖段完成底部加固施工后，对其进行下一段的开挖；如此反复循环，最终完成整体隧道群的施工。
8.根据权利要求7所述的富水砂层复杂隧道群暗挖施工周边加固方法，其特征在于，在所述步骤(6)中，所述变形监测设备为光纤传感器，设置的监测元件包括钢筋计、水压计、土压计、混凝土应变计。
